5-Chloropentanenitrile ใช้ในการสังเคราะห์อินทรีย์ในฐานะสารกลางที่หลากหลายสำหรับการผลิตสารประกอบเคมีต่างๆ มีบทบาทในการเตรียมเภสัชภัณฑ์ โดยเฉพาะในการพัฒนาส่วนผสมเภสัชกรรมที่ใช้งานได้ (APIs) นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในการสังเคราะห์สารเคมีเกษตร เช่น ยาฆ่าแมลงและสารกำจัดวัชพืช ซึ่งช่วยในการป้องกันพืช สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการผลิตสารเคมีพิเศษ รวมถึงสีย้อมและโพลิเมอร์ เนื่องจากกลุ่มไนไตรล์ที่ทำปฏิกิริยาได้ได้ การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการวิจัยและพัฒนา ที่ซึ่งทำหน้าที่เป็นบล็อกก่อสร้างสำหรับการสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนในห้องปฏิบัติการ